Methaan versus propaan
Methaan en propaan zijn de eerste en derde leden van de alkaanfamilie. Hun moleculaire formules zijn respectievelijk CH 4 en C 3 H 8. Het belangrijkste verschil tussen methaan en propaan is hun chemische structuur; Methaan bevat slechts één koolstofatoom en vier waterstofatomen, terwijl propaan drie koolstofatomen bevat met acht waterstofatomen. Door dit verschil variëren hun chemische en fysische eigenschappen.
Wat is methaan?
Methaan, ook bekend als carbaan, aardgas, moerasgas, koolstoftetrahydride of waterstofcarbide, is het kleinste lid van de alkaanfamilie. De chemische formule is CH 4 (vier waterstofatomen zijn gebonden aan één koolstofatoom). Het is een belangrijk bestanddeel van aardgas. Methaan is een kleurloos, reukloos en smaakloos gas. Het kan gemakkelijk worden ontstoken omdat de damp lichter is dan de lucht.
Methaan komt van nature voor onder de grond en onder de zeebodem. Het atmosferische methaan wordt als een broeikasgas beschouwd. Methaan wordt afgebroken tot CH 3 - met water in de atmosfeer.
Wat is propaan?
Propaan is het derde lid van de Alkane-familie. De molecuulformule is C 3 H 6 en de molecuulmassa is gelijk aan 44,10 g · mol −1. Het bestaat als een gas bij standaard temperatuur en druk, maar het kan worden gecomprimeerd tot een transporteerbare vloeistof. Propaan komt van nature niet voor, maar wordt verkregen uit het aardolieraffinageproces en als bijproduct van aardgasverwerking.
Propaan is een kleurloze, reukloze, niet-giftige en brandbare gasvormige stof en er wordt een commerciële geurstof toegevoegd voor het opsporen van lekkages.
Wat is het verschil tussen methaan en propaan?
Kenmerken van methaan en propaan
Moleculaire structuur:
Methaan: De molecuulformule van methaan is CH 4, en het is een voorbeeld van een tetraëdrische molecuul met vier equivalente CH-bindingen (sigma-bindingen). De structuur wordt hieronder weergegeven.
Propaan: De moleculaire formule van ethaan is C 3 H 8, en de structuur wordt hieronder weergegeven.
Chemische eigenschappen:
Verbranding:
Methaan: Methaan brandt met een lichtblauwe niet-lichtgevende vlam die kooldioxide en water produceert in aanwezigheid van overtollige lucht of zuurstof. Het is een sterk exotherme reactie; het is dus een uitstekende brandstof.
CH 4 (g) + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O + 890 kJ / mol
Het verbrandt gedeeltelijk in koolmonoxide (CO) gas in aanwezigheid van onvoldoende lucht of zuurstof.
2CH 4 (g) + 3O 2 → 2CO + 2H 2 O + energie
Propaan: Propaan brandt ook op dezelfde manier als de andere alkanen. Het brandt volledig in aanwezigheid van overtollige zuurstof, waardoor water en koolstofdioxide worden geproduceerd.
C 3 H 8 + 5O 2 → 3CO 2 + 4H 2 O + 2220 kJ / mol
Bij gebrek aan voldoende zuurstof voor het verbrandingsproces verbrandt het onvolledig tot koolmonoxide en / of roet-koolstof.
2 C 3 H 8 + 9O 2 → 4CO 2 + 2CO + 8H 2 O + warmte
OF
C 3 H 8 + 9O 2 → 3C + 4H 2 O + warmte
De verbranding van propaan is veel schoner dan de verbranding van benzine, maar niet zo schoon als die van aardgas.
Reacties:
Methaan: Methaan vertoont substitutiereacties met halogenen. Bij deze reacties worden een of meer waterstofatomen vervangen door een gelijk aantal halogeenatomen en dit wordt 'halogenering' genoemd. Het reageert met chloor (Cl) en broom (Br) in aanwezigheid van zonlicht.
Wanneer een mengsel van methaan en stoom door een verwarmd (1000 K) nikkel wordt geleid dat op een aluminiumoxide-oppervlak wordt gedragen, kan het waterstof produceren.
Propaan: Propaan vertoont ook halogenatiereacties onder speciale omstandigheden en produceert verschillende producten in verschillende verhoudingen.
CH 3- CH 2- CH 3 + Cl 2 → CH 3- CH 2- CH 2 Cl (45%) + CH 3- CHCl-CH 3 ( 55%)
CH 3 -CH 2 -CH 3 + Br 2 → CH 3- CH 2 -CH 2 Br (3%) + CH 3 -CHBr-CH 3 (97%)
Gebruik van methaan en propaan
Methaan: Methaan wordt gebruikt in veel industriële chemische processen (als brandstof, aardgas, vloeibaar aardgas) en wordt getransporteerd als gekoelde vloeistof.
Propaan: Propaan wordt over het algemeen gebruikt als brandstof in motoren, ovens, draagbare kachels, autogasbranders, boilers, wasdrogers en voor verwarming in huizen. Het is een van de vloeibaar gemaakte petroleumgassen zoals butaan, propyleen en butyleen.
Definities:
Exotherme reactie: een exotherme reactie is een chemische reactie waarbij energie vrijkomt door licht of warmte.
Substitutiereacties: substitutiereacties zijn een chemische reactie waarbij de ene functionele groep in een chemische verbinding wordt verplaatst en vervangen door een andere functionele groep.
